導(dǎo)讀：前不久，我在這里分享了一篇《有限元仿真分析誤差來源之材料參數(shù)設(shè)置，小心為妙》的文章，引發(fā)了同行們的關(guān)注和討論。在此感謝仿真秀平臺講師們的批評和指正，一起認(rèn)真交流技術(shù)和進(jìn)步。今天我將繼續(xù)帶來關(guān)于邊界條件設(shè)置相關(guān)討論，希望能夠拋磚引玉，激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣。

由于邊界條件需要注意的點(diǎn)比較多，因此，我打算分多次來說明，這篇文章就從約束和point mass的角度來分析有限元計算誤差來源。

一、約束

約束是有限元仿真建模的基礎(chǔ)，很多同學(xué)都覺得約束設(shè)置沒有什么值得思考的，但是仔細(xì)推敲實(shí)際上并不簡單。還是拉桿問題，一根直徑為0.06m，長0.5m的桿件，受拉力 100000N，如下圖所示。

圖 1拉桿簡圖

夠簡單吧，一般的同學(xué)可能直接約束底面的六個自由度，在workbench中就是Fixed support。然后計算的結(jié)果如下。

圖 2應(yīng)力云圖

從云圖上看最大應(yīng)力62.5MPa，比理論計算值35.3MPa大了將近77%。而且應(yīng)力分布也不正常，底面周圍應(yīng)力值很大，中間應(yīng)力值小，按理論分析應(yīng)力應(yīng)該是均勻的才對。

為什么會造成這種計算結(jié)果？主要是因為受拉桿件的截面是會收縮的，而Fixed support將底面的所有節(jié)點(diǎn)的的所有自由度都置零。這樣底面就無法收縮，在底面的周圍就會產(chǎn)生較大應(yīng)力。

如果采用displacement將底面的軸向的自由度置零，看下仿真結(jié)果。

圖 3應(yīng)力云圖

從云圖上看結(jié)果和理論計算一致為35.3MPa，應(yīng)力分布也是均勻的。還有一種約束形式workbench中的remote point，翻譯過來可以叫遠(yuǎn)點(diǎn)約束，可以用remote point關(guān)聯(lián)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的自由度，并將該節(jié)點(diǎn)的六個自由度置0，計算結(jié)果如下。

圖 4應(yīng)力云圖

可以看出和displacement約束下的計算結(jié)果相同，這個結(jié)果看似正確，但仔細(xì)推敲下，還是里面還有值得思考的問題。

筆者我以前認(rèn)為remote point是將底面所有節(jié)點(diǎn)通過剛體單元連接到一個參考點(diǎn)上，但如果是這樣應(yīng)該和圖2顯示的計算結(jié)果是一樣的。

我們用hyperworks來試驗下。將底面的節(jié)點(diǎn)使用rb2也就是剛體單元，連接到一個參考點(diǎn)上，將該參考點(diǎn)的六個自由度都置0，如下所示。

圖 5約束

得到底面應(yīng)力云圖如下所示。

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有限元仿真分析誤差來源之邊界條件，約束和point mass

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的有限元仿真分析误差来源之边界条件，约束和point mass的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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